Влияние сульфида натрия на нативную структуру коллагена в условиях ультразвуковой обработки

Анализ основных путей применения коллагенсодержащего сырья. Глицин, аланин, оксипролин - одни из компонентов аминокислотного состава коллагена кожного покрова млекопитающих. Ключевые химические процессы, происходящие при диспергировании коллагена.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 10.05.2018
Размер файла 8,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

В области применения коллагенсодержащего сырья существуют два пути. Первый состоит в использовании отходов выдубленного измельченного коллагена для производства коротковолокнистых картонов. В качестве второго пути можно назвать использование длинных коллагеновых волокон, выделенных из дермы разными способами, для изготовления нетканых материалов нового типа, искусственных колбасных оболочек и пленок, протезов, кровеносных сосудов, губок, пленок и других препаратов, применяемых в хирургии, а также при лечении ожогов. Эффективно применение коллагена в виде желатина в области медицины для инъекций при кровотечениях и для изготовления препаратов, заменяющих кровяную плазму. Растворимые продукты деструкции коллагена рекомендованы для изготовления различных поверхностно-активных веществ: моющих препаратов, эмульгаторов, вспенивателей и др. [1]

Одним из источников сырья для получения коллагена являются отходы мясоперерабатывающей и кожевенной промышленности: шкуры и кости животных. В настоящее время ведется поиск наиболее эффективных с экономической точки зрения и экологически безопасных способов получения коллагена, в числе которых находятся и технологии ультразвуковой обработки [2].

Коллаген самый распространенный белок млекопитающих, главными компонентами аминокислотного состава коллагена кожного покрова млекопитающих являются глицин, аланин, пролин, оксипролин. Основную роль в образовании нативной структуры коллагена играют водородные связи, которые необходимо разрушить при извлечении коллагена.

Для выявления основных факторов, влияющих на процесс извлечения коллагена, был проведен анализ различных воздействий на структуру коллагена.

Известны методы извлечения коллагена из кожного покрова: кислотные, щелочно-солевые, щелочно-перекисные, ферментативные, физические (нагрев, ультразвук).

Из всех воздействий были выбраны вода, щелочно-солевой состав (водный раствор сульфида натрия), ультразвук.

При диспергировании коллагена происходят следующие процессы:

1) распад полипептидов, образующих трехцепочечные молекулы коллагена; коллаген диспергирование химический аминокислотный

2) дезагрегация надмолекулярных структур.

Процесс дезагрегации надмолекулярных структур коллагена приводит к образованию:

1) продуктов денатурации, растворы которых состоят из частиц, утративших трехцепочечную спиральную структуру исходного коллагена;

2) надмолекулярных агрегатов, состоящих из молекул коллагена, сохранивших структуру трехцепочечных спиралей.

На первом этапе исследований определили оптимальную концентрацию сульфида натрия, при которой наблюдали наибольший выход продукта - растворимого коллагена. Изучение процесса ультразвукового диспергирования образцов сырой свиной шкуры позволило сделать выводы о том, что, в условиях проведения эксперимента, образцы в присутствии только воды практически полностью диспергируются в течение 1,5 часов и более. Для ускорения процесса необходимо использовать вещества, способствующие набуханию сырой свиной шкуры в воде. В качестве такого вещества был использован сульфид натрия в концентрациях (0,8-8,0)•10-4 г/мл, что соответствовало рН=(11,26-12,68) и соотношению mсыр.шк./mсульфида натрия = (50 - 500).

На основе полученных экспериментальных данных были проанализированы графические зависимости времени полного растворения сырой шкуры, скоростей растворения сырой шкуры и образования первой и второй фракций коллагена, диаграммы выхода первой, второй фракций и общего выхода коллагена от показателей, характеризующих условия проведения эксперимента (соотношения mсыр.шк./mсульфида натрия, концентрации сульфида натрия, рН коллагенсодержащего состава). Показано, что для достижения наибольшего выхода белка не рекомендуется использовать соотношения mсыр.шк./mсульфида натрия меньше 62,5 (что соответствует в условиях эксперимента концентрации сульфида натрия больше 6,4•10-4 г/мл или рН>12,26). Наибольшие скорости растворения сырой шкуры, образования первой и второй фракций, соответствовали условиям процесса приведенным выше.

Следующим этапом исследований являлась оценка эффективности процесса извлечения коллагена по выходу, скорости растворения сырья при обработке сырой и консервированной тузлукованием шкуры. Для исследования были выбраны оптимальные составы, в которых фиксировался наибольший выход коллагена, с использованием соотношения mсыр.шк./mсульфида натрия 100; 83,3; 62,5.

Для составов с соотношением mсырья./mсульфида натрия=100 г/г в условиях проведения эксперимента выход коллагена из сырой шкуры превышал выход белка из консервированной шкуры в 1,62 - 3,96 раз. Экспериментальные данные подтвердили предположения о значительном влиянии величины жидкостного коэффициента (отношение объема раствора к массе обрабатываемого коллагенсодержащего сырья) на эффективность процесса, определены оптимальные значения жидкостного коэффициента: 20 и 25.

Анализ влияния времени озвучивания на выход коллагена для составов с соотношением mсырья./mсульфида натрия=62,5 г/г (жидкостной коэффициент 20) показал, что этот фактор является определяющим при данном содержании сульфида натрия. Даже без промежуточного набухания озвучивание в течение 30 мин для этих составов привело к выходу продукта в 15-17 %.

Таким образом, главными факторами, влияющими на процесс извлечения коллагена из свиной шкуры в условиях ультразвуковой обработки составами, содержащими сульфид натрия, являются соотношение mсырья./mсульфида натрия, жидкостной коэффициент и длительность озвучивания.

Были проведены ИК-спектроскопические исследования полученных образцов, рассчитаны спектральные коэффициенты, подтверждена структура коллагена в продуктах дезагрегации коллагенсодержащего сырья - свиной шкуры [3].

Экспериментальные данные показали, что исследуемый способ извлечения коллагена из свиной шкуры с применением ультразвуковой обработки приводит к получению продукта, состав которого аналогичен желатину, предположительно, с более короткими молекулами белка. Такой продукт может быть использован в различных областях применения коллагена (желатина) после дополнительных исследований.

Литература

1. Михайлов, А.Н. Коллаген кожного покрова и основы его переработки / А.Н. Михайлов.- М.: Легкая индустрия, 1971. - 525 с.

2. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие / Под ред. С.И. Щукина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.-224 с.

3. 3. Купцов А.Х., Жижин Г.Н. Фурье-КР и Фурье-ИК спектры полимеров / А.Х. Купцов, Г.Н.Жижин - М.: Техносфера, 2013 - 696 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Физические свойства сульфида натрия. Способы производства вещества: восстановление твёрдыми углеродистыми материалами и газообразными восстановителями, абсорбция сероводорода гидроксида натрия, электролитический способ, обменное разложение сульфида бария.

    лекция [227,9 K], добавлен 13.11.2014

  • Использование солей натрия в Древнем Египте, химические способы добычи натрия. Линии щелочных металлов в видимой части спектра, физические и химические свойства щелочей. Взаимодействие соды с синтетической азотной кислотой и гигроскопичность солей натрия.

    реферат [3,6 M], добавлен 04.07.2012

  • Едкий натр или гидроксид натрия. Химические способы получения гидроксида натрия. Понятие об электролизе и электрохимических процессах. Сырье для получения гидроксида натрия. Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом.

    реферат [2,4 M], добавлен 13.03.2007

  • Основные процессы, происходящие на стадии замачивания ячменя. Активация и синтез заново технологически значимых ферментов и растворение эндосперма под их действием с целью подготовки к переработке в процессе пивоварения. Процесс сушки солода, его стадии.

    контрольная работа [26,0 K], добавлен 03.06.2017

  • Пероксиды как кислородные соединения, их классификация и методика получения, основные физические и химические свойства. Получение и сферы применения пероксида натрия Na2O2. Исчисление количества реагентов, необходимых для получения 10 г пероксида натрия.

    курсовая работа [24,8 K], добавлен 28.07.2009

  • Основные процессы, происходящие на стадии затирания и фильтрования затора, во время кипячения сусла с хмелем, на стадии охлаждения и осветления сусла. Химический состав дрожжевой клетки. Метаболизм аминокислот и белков. Биосинтез высших спиртов, эфиров.

    контрольная работа [50,7 K], добавлен 03.06.2017

  • Превращения крахмала и низших углеводов, азотистых и пектиновых веществ во время водно-тепловой обработки крахмалистого сырья. Превращения крахмала и белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании сырья.

    контрольная работа [26,6 K], добавлен 03.06.2017

  • Определение состава сплава и нахождение процентного содержания основных составляющих элементов исследуемого образца. Характеристика возможных путей приготовления пробы к анализу. Отделение кобальта от железа фторидом натрия. Осаждение щавелевой кислотой.

    реферат [174,8 K], добавлен 09.12.2014

  • Качественное и количественное определение содержания натрия хлорида и натрия ацетата в модельной смеси. Сущность аргентометрии, меркурометрии, ацидометрии и фотоколориметрического метода. Установление специфичности в тестах и прецизионность опытов.

    курсовая работа [180,6 K], добавлен 12.10.2010

  • Основные свойства полиимидных пленок, закономерности изменения их структур, происходящие под действием барьерного разряда. Влияние обработки в барьерном разряде на процессы накопления гомозаряда в пленках. Кратковременная электрическая прочность.

    дипломная работа [6,7 M], добавлен 03.03.2012

  • Методы получения красителей. Получение сульфанилата натрия синтезом. Характеристика исходного сырья и получаемого продукта. Расчет химико–технологических процессов и оборудования. Математическое описание химического способа получения сульфанилата натрия.

    дипломная работа [408,2 K], добавлен 21.10.2013

  • Основные химические вещества: белки, липиды, углеводы, витамины, минеральные вещества и пищевые добавки. Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке. Потери при тушении, запекании, припускании и пассеровании продуктов.

    курсовая работа [119,9 K], добавлен 07.12.2010

  • Анализ комплексного соединения гексанитрокобальтата (III) натрия и изучение его свойств. Химическая связь и строение иона Co(NO2) с позиции валентных связей. Физические и химические свойства данного вещества. Способы разрушения комплексного иона Co(NO2).

    курсовая работа [417,9 K], добавлен 13.11.2010

  • Натрий как типичный элемент верхней части земной коры. Характеристика и сущность основных физических и химических свойств натрия. Взаимодействие натрия с простыми веществами, способы его получения. Участие натрия в минеральном обмене животных и человека.

    контрольная работа [81,2 K], добавлен 20.10.2011

  • Исследование корреляционной связи примесей бромид-ионов в галитовом отвале; определение коэффициентов корреляции его компонентов. Динамика содержания хлорида натрия, бромид-иона, хлорида магния с увеличением или уменьшением примеси хлорида калия и воды.

    контрольная работа [20,2 K], добавлен 28.05.2012

  • Специфические особенности фармацевтического анализа. Фармакопейные препараты натрия. Гипертонические растворы NаСL. Фармакопейный анализ йодида натрия. Определение подлинности и доброкачественности. Получения чистого медицинского хлорида натрия.

    курсовая работа [28,8 K], добавлен 26.11.2012

  • Создание и описание технологической схемы получения сульфида натрия восстановлением сульфата. Составление материального баланса процесса. Расчет технико-экономических показателей процесса. Теоретический и фактический расходные коэффициенты по сырью.

    контрольная работа [150,9 K], добавлен 13.01.2015

  • Понятие количественного и качественного состава в аналитической химии. Влияние количества вещества на род анализа. Химические, физические, физико-химические, биологические методы определения его состава. Методы и основные этапы химического анализа.

    презентация [59,0 K], добавлен 01.09.2016

  • Химические превращения компонентов древесины в условиях сульфатной варки. Показатели качества технических целлюлоз. Определение равномерности отбелки целлюлозы и способа варки. Химические и физико-химические анализы. Идентификация целлюлозных волокон.

    курсовая работа [391,8 K], добавлен 16.05.2011

  • Наполнение, как метод модификации полимеров. Требования к наполнителям. Свойства дисперсных наполнителей. Влияние дисперсных наполнителей на структуру полимеров. Терморасширенный графит, свойства, области применения. Методы и методики исследования.

    курсовая работа [84,2 K], добавлен 17.02.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.